13 Μαρτίου 2024 (Ειδήσεις Nanowerk) Οι φυσικοί συχνά στρέφονται στην αστάθεια Rayleigh-Taylor για να εξηγήσουν γιατί σχηματίζονται δομές ρευστών στο πλάσμα, αλλά αυτό μπορεί να μην είναι η πλήρης ιστορία όταν πρόκειται για το δαχτυλίδι των συστάδων υδρογόνου γύρω από τον σουπερνόβα 1987Α, προτείνει έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης («Υδροδυναμικός μηχανισμός για συσσώρευση κατά μήκος των ισημερινών δακτυλίων του SN1987A και άλλων αστεριών»), η ομάδα υποστηρίζει ότι η αστάθεια του Κοράκι κάνει καλύτερη δουλειά στο να εξηγεί τη «χορδή των μαργαριταριών» που περικυκλώνει το υπόλοιπο του άστρου, ρίχνοντας φως σε ένα μακροχρόνιο αστροφυσικό μυστήριο.
Η προσομοίωση δείχνει το σχήμα του νέφους αερίου στα αριστερά και τις δίνες, ή περιοχές ταχέως περιστρεφόμενης ροής, στα δεξιά. Κάθε δακτύλιος αντιπροσωπεύει έναν μεταγενέστερο χρόνο στην εξέλιξη του σύννεφου. Δείχνει πώς ένα νέφος αερίου που ξεκινά ως ζυγός δακτύλιος χωρίς περιστροφή γίνεται ογκώδης δακτύλιος καθώς αναπτύσσονται οι δίνες. Τελικά το αέριο διασπάται σε διακριτές συστάδες. (Εικόνα: Michael Wadas, Scientific Computing and Flow Laboratory) "Το συναρπαστικό μέρος σε αυτό είναι ότι ο ίδιος μηχανισμός που διαλύει τις αφυπνίσεις των αεροπλάνων θα μπορούσε να παίζει εδώ", δήλωσε ο Michael Wadas, αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης και μεταπτυχιακός φοιτητής στη μηχανολογία. μηχανικής κατά τη στιγμή της εργασίας. Στους ιμάντες εκτόξευσης, η αστάθεια του Crow δημιουργεί σπασίματα στην ομαλή γραμμή των νεφών λόγω της σπειροειδούς ροής αέρα που βγαίνει από το άκρο κάθε πτερυγίου, γνωστές ως δίνες κορυφής φτερών. Αυτές οι δίνες ρέουν η μία μέσα στην άλλη, δημιουργώντας κενά—κάτι που μπορούμε να δούμε λόγω των υδρατμών στην εξάτμιση. Και η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να κάνει κάτι που ο Rayleigh-Taylor δεν μπορούσε: να προβλέψει τον αριθμό των συστάδων που φαίνονται γύρω από το υπόλοιπο. «Η αστάθεια Rayleigh-Taylor θα μπορούσε να σας πει ότι μπορεί να υπάρχουν συστάδες, αλλά θα ήταν πολύ δύσκολο να βγάλετε έναν αριθμό από αυτήν», είπε ο Wadas, ο οποίος είναι τώρα μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.
Σε ένα μαύρο φόντο, αμυδρά ή μακρινά αστέρια λάμπουν λευκά, με τρία πιο κοντινά ή φωτεινότερα αστέρια που παράγουν εξαγωνικά μοτίβα περίθλασης όπως νιφάδες χιονιού ουράνιου τόξου. Στη μέση του πλαισίου, το υπόλειμμα σουπερνόβα μοιάζει με ερπετοειδές μάτι, με ένα γαλαζοπράσινο σύννεφο στο κέντρο που περικλείεται από φωτεινές λευκές κουκκίδες που είναι οι συστάδες υδρογόνου που φωτίζονται από το κρουστικό κύμα από το σουπερνόβα. Μια χλωμή ομίχλη περιβάλλει το δακτύλιο των κουκκίδων, με άλλες λιγότερο ευδιάκριτες κουκκίδες μέσα. Το Supernova 1987A είναι από τις πιο διάσημες αστρικές εκρήξεις επειδή είναι σχετικά κοντά στη Γη σε απόσταση 163,000 ετών φωτός και το φως του έφτασε στη Γη σε μια εποχή που υπήρχαν εξελιγμένα παρατηρητήρια για να παρακολουθήσουν την εξέλιξή του. Είναι ο πρώτος σουπερνόβα ορατός με γυμνό μάτι μετά τον σουπερνόβα του Κέπλερ το 1604, καθιστώντας το ένα απίστευτα σπάνιο αστροφυσικό γεγονός που έπαιξε τεράστιο ρόλο στη διαμόρφωση της κατανόησής μας για την αστρική εξέλιξη.
Μια σχεδόν υπέρυθρη εικόνα του υπολείμματος που άφησε πίσω της η σουπερνόβα 1987Α, που τραβήχτηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Οι συστάδες υδρογόνου που είναι γνωστές ως «χορδή των μαργαριταριών» εμφανίζονται ως ένας δακτύλιος από λευκές κουκκίδες γύρω από το γαλαζοπράσινο κέντρο του αστρικού υπολείμματος, που εξακολουθεί να λάμπει έντονα λόγω της ενέργειας που μεταδίδεται από το ωστικό κύμα σουπερνόβα. Ο αριθμός των συστάδων είναι συνεπής με την αστάθεια του Κοράκι που προκάλεσε το σχηματισμό τους. (Εικόνα: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ), R. Arendt (NASA's Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Πανεπιστήμιο Στοκχόλμης), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology), A. Pagan (STScI)) Ενώ πολλά είναι ακόμη άγνωστα για το αστέρι που εξερράγη, πιστεύεται ότι ο δακτύλιος αερίου που περιβάλλει το αστέρι πριν από την έκρηξη προήλθε από τη συγχώνευση δύο αστέρων. Αυτά τα αστέρια ρίχνουν υδρογόνο στον χώρο γύρω τους καθώς έγιναν ένας μπλε γίγαντας δεκάδες χιλιάδες χρόνια πριν από τον σουπερνόβα. Αυτό το νέφος αερίου σε σχήμα δακτυλίου στη συνέχεια κατακλύζεται από το ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων υψηλής ταχύτητας που προέρχονται από τον μπλε γίγαντα, γνωστό ως αστρικός άνεμος. Οι συστάδες πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν πριν το αστέρι εκραγεί. Οι ερευνητές προσομοίωσαν τον τρόπο με τον οποίο ο άνεμος ώθησε το σύννεφο προς τα έξω, ενώ έσερνε επίσης στην επιφάνεια, με το πάνω και το κάτω μέρος του νέφους να σπρώχνονται πιο γρήγορα από τη μέση. Αυτό έκανε το σύννεφο να κουλουριαστεί από μόνο του, γεγονός που πυροδότησε την αστάθεια του Κοράκι και το έκανε να σπάσει σε αρκετά ομοιόμορφες συστάδες που έγιναν η σειρά από μαργαριτάρια. Η πρόβλεψη του 32 είναι πολύ κοντά στις παρατηρούμενες 30 έως 40 συστάδες γύρω από το υπόλοιπο σουπερνόβα 1987A. «Αυτό είναι ένα μεγάλο κομμάτι του γιατί πιστεύουμε ότι πρόκειται για την αστάθεια του Κορακιού», είπε ο Έρικ Τζόνσεν, καθηγητής μηχανολογίας στο UM και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. Η ομάδα είδε υπαινιγμούς ότι η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να προβλέψει το σχηματισμό περισσότερων δακτυλίων με χάντρες γύρω από το αστέρι, πιο έξω από τον δακτύλιο που φαίνεται πιο φωτεινός στις τηλεσκοπικές εικόνες. Ήταν ευχαριστημένοι που είδαν ότι περισσότερες συστάδες φαίνεται να εμφανίζονται στο πλάνο από την κάμερα εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, που κυκλοφόρησε τον Αύγουστο του περασμένου έτους, εξήγησε ο Wadas. Η ομάδα πρότεινε επίσης ότι η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να παίζει όταν η σκόνη γύρω από ένα αστέρι εγκαθίσταται σε πλανήτες, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να διερευνηθεί αυτή η πιθανότητα.
Η προσομοίωση δείχνει το σχήμα του νέφους αερίου στα αριστερά και τις δίνες, ή περιοχές ταχέως περιστρεφόμενης ροής, στα δεξιά. Κάθε δακτύλιος αντιπροσωπεύει έναν μεταγενέστερο χρόνο στην εξέλιξη του σύννεφου. Δείχνει πώς ένα νέφος αερίου που ξεκινά ως ζυγός δακτύλιος χωρίς περιστροφή γίνεται ογκώδης δακτύλιος καθώς αναπτύσσονται οι δίνες. Τελικά το αέριο διασπάται σε διακριτές συστάδες. (Εικόνα: Michael Wadas, Scientific Computing and Flow Laboratory) "Το συναρπαστικό μέρος σε αυτό είναι ότι ο ίδιος μηχανισμός που διαλύει τις αφυπνίσεις των αεροπλάνων θα μπορούσε να παίζει εδώ", δήλωσε ο Michael Wadas, αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης και μεταπτυχιακός φοιτητής στη μηχανολογία. μηχανικής κατά τη στιγμή της εργασίας. Στους ιμάντες εκτόξευσης, η αστάθεια του Crow δημιουργεί σπασίματα στην ομαλή γραμμή των νεφών λόγω της σπειροειδούς ροής αέρα που βγαίνει από το άκρο κάθε πτερυγίου, γνωστές ως δίνες κορυφής φτερών. Αυτές οι δίνες ρέουν η μία μέσα στην άλλη, δημιουργώντας κενά—κάτι που μπορούμε να δούμε λόγω των υδρατμών στην εξάτμιση. Και η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να κάνει κάτι που ο Rayleigh-Taylor δεν μπορούσε: να προβλέψει τον αριθμό των συστάδων που φαίνονται γύρω από το υπόλοιπο. «Η αστάθεια Rayleigh-Taylor θα μπορούσε να σας πει ότι μπορεί να υπάρχουν συστάδες, αλλά θα ήταν πολύ δύσκολο να βγάλετε έναν αριθμό από αυτήν», είπε ο Wadas, ο οποίος είναι τώρα μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.Σε ένα μαύρο φόντο, αμυδρά ή μακρινά αστέρια λάμπουν λευκά, με τρία πιο κοντινά ή φωτεινότερα αστέρια που παράγουν εξαγωνικά μοτίβα περίθλασης όπως νιφάδες χιονιού ουράνιου τόξου. Στη μέση του πλαισίου, το υπόλειμμα σουπερνόβα μοιάζει με ερπετοειδές μάτι, με ένα γαλαζοπράσινο σύννεφο στο κέντρο που περικλείεται από φωτεινές λευκές κουκκίδες που είναι οι συστάδες υδρογόνου που φωτίζονται από το κρουστικό κύμα από το σουπερνόβα. Μια χλωμή ομίχλη περιβάλλει το δακτύλιο των κουκκίδων, με άλλες λιγότερο ευδιάκριτες κουκκίδες μέσα. Το Supernova 1987A είναι από τις πιο διάσημες αστρικές εκρήξεις επειδή είναι σχετικά κοντά στη Γη σε απόσταση 163,000 ετών φωτός και το φως του έφτασε στη Γη σε μια εποχή που υπήρχαν εξελιγμένα παρατηρητήρια για να παρακολουθήσουν την εξέλιξή του. Είναι ο πρώτος σουπερνόβα ορατός με γυμνό μάτι μετά τον σουπερνόβα του Κέπλερ το 1604, καθιστώντας το ένα απίστευτα σπάνιο αστροφυσικό γεγονός που έπαιξε τεράστιο ρόλο στη διαμόρφωση της κατανόησής μας για την αστρική εξέλιξη.
Μια σχεδόν υπέρυθρη εικόνα του υπολείμματος που άφησε πίσω της η σουπερνόβα 1987Α, που τραβήχτηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Οι συστάδες υδρογόνου που είναι γνωστές ως «χορδή των μαργαριταριών» εμφανίζονται ως ένας δακτύλιος από λευκές κουκκίδες γύρω από το γαλαζοπράσινο κέντρο του αστρικού υπολείμματος, που εξακολουθεί να λάμπει έντονα λόγω της ενέργειας που μεταδίδεται από το ωστικό κύμα σουπερνόβα. Ο αριθμός των συστάδων είναι συνεπής με την αστάθεια του Κοράκι που προκάλεσε το σχηματισμό τους. (Εικόνα: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ), R. Arendt (NASA's Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Πανεπιστήμιο Στοκχόλμης), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology), A. Pagan (STScI)) Ενώ πολλά είναι ακόμη άγνωστα για το αστέρι που εξερράγη, πιστεύεται ότι ο δακτύλιος αερίου που περιβάλλει το αστέρι πριν από την έκρηξη προήλθε από τη συγχώνευση δύο αστέρων. Αυτά τα αστέρια ρίχνουν υδρογόνο στον χώρο γύρω τους καθώς έγιναν ένας μπλε γίγαντας δεκάδες χιλιάδες χρόνια πριν από τον σουπερνόβα. Αυτό το νέφος αερίου σε σχήμα δακτυλίου στη συνέχεια κατακλύζεται από το ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων υψηλής ταχύτητας που προέρχονται από τον μπλε γίγαντα, γνωστό ως αστρικός άνεμος. Οι συστάδες πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν πριν το αστέρι εκραγεί. Οι ερευνητές προσομοίωσαν τον τρόπο με τον οποίο ο άνεμος ώθησε το σύννεφο προς τα έξω, ενώ έσερνε επίσης στην επιφάνεια, με το πάνω και το κάτω μέρος του νέφους να σπρώχνονται πιο γρήγορα από τη μέση. Αυτό έκανε το σύννεφο να κουλουριαστεί από μόνο του, γεγονός που πυροδότησε την αστάθεια του Κοράκι και το έκανε να σπάσει σε αρκετά ομοιόμορφες συστάδες που έγιναν η σειρά από μαργαριτάρια. Η πρόβλεψη του 32 είναι πολύ κοντά στις παρατηρούμενες 30 έως 40 συστάδες γύρω από το υπόλοιπο σουπερνόβα 1987A. «Αυτό είναι ένα μεγάλο κομμάτι του γιατί πιστεύουμε ότι πρόκειται για την αστάθεια του Κορακιού», είπε ο Έρικ Τζόνσεν, καθηγητής μηχανολογίας στο UM και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. Η ομάδα είδε υπαινιγμούς ότι η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να προβλέψει το σχηματισμό περισσότερων δακτυλίων με χάντρες γύρω από το αστέρι, πιο έξω από τον δακτύλιο που φαίνεται πιο φωτεινός στις τηλεσκοπικές εικόνες. Ήταν ευχαριστημένοι που είδαν ότι περισσότερες συστάδες φαίνεται να εμφανίζονται στο πλάνο από την κάμερα εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, που κυκλοφόρησε τον Αύγουστο του περασμένου έτους, εξήγησε ο Wadas. Η ομάδα πρότεινε επίσης ότι η αστάθεια του Κοράκι μπορεί να παίζει όταν η σκόνη γύρω από ένα αστέρι εγκαθίσταται σε πλανήτες, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να διερευνηθεί αυτή η πιθανότητα.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64846.php
